CN110258719A - 一种高效制水机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效制水机，包括压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器、水槽、蒸发器、预冷换热器、空气过滤器、蒸发风机、冷凝风机，其中冷凝风机配用于第一冷凝器，压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器、蒸发器依次串联构成制冷剂循环；蒸发器设置于水槽中，预冷换热器中有两个通道，第一个通道用于连通空气过滤器和蒸发器进风口，第二个通道用于连通蒸发器出风口和第一冷凝器进风口，蒸发风机与空气过滤器连通，由此构成制水空气循环；制水空气循环中由蒸发器和预冷换热器第一个通道凝结出水，并由水槽承接凝结的水。本发明采用预冷和过热技术的组合，使制水机的效率大幅提高，并使制水机的工况范围扩大。
Description
技术领域
本发明涉及空气制水机领域，具体是一种高效制水机。
背景技术
随着人们生活水平和健康意识的不断提高，对饮用水和所处环境要求也越来越高。市面上出现的空气制水机，目前最常用的是利用压缩机构成的蒸气压缩式制冷原理，将低温低压的液态制冷剂在蒸发器管内进行气化相变，从而使蒸发器外表面的空气得以冷却并形成冷凝水，通过收集这些冷凝水形成空气制水机的水源。在系统布局上，往往采用迎风面积相同的蒸发器和冷凝器串联形式，即由风机产生的风先吹过蒸发器进行换热，再吹到冷凝器进行换热。这样做，主要存在以下不足：①共用风道，造成蒸发器所需风量偏大；②蒸发温度设计偏高，如4℃～7.5℃；③空气没有进行预冷处理，空气直接吹到蒸发器上，蒸发器虽然传热温差大，但会造成水析出不充分；④即使蒸发器采用小迎风面积设计，这样的串联形式，会造成蒸发出风局部吹向冷凝器，导致冷凝器换热不均匀。
比如，一台普通2.0kg/h的空气制水机，设计风量为600m3/h，蒸发温度为7℃，冷凝温度为50℃，相当于制冷量约4000W，则所需电功率约1350W(压缩机消耗功率约1200W+风机消耗功率约150W)，压缩机能效虽然达到了3.3，但通过系统优化设计，整机能效还有提高空间，如提高20％。
再比如，蒸发器设计蒸发温度为4℃，翅片表面温度为7℃，空气干球温度27℃，当相对湿度低于28％时，理论上已没有水析出；若将蒸发温度设计为-3℃，翅片表面温度为0℃，空气干球温度27℃，则相对湿度理论上可达到17％时才没有水析出，显然制取水范围大大提高。
另外，空气制水机的噪声也倍受关注，噪声源无非主要来自压缩机、风机和泵等产生的噪声。采用小排量的压缩机和风机无疑会减小噪声的量级，实现产品低噪声运行。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，而提供一种高效制水机。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种高效制水机，其特征在于：包括压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器、水槽、蒸发器、预冷换热器、空气过滤器、蒸发风机、冷凝风机，其中冷凝风机配用于第一冷凝器，压缩机的制冷剂出口通过管路与第一冷凝器的一端连通，第一冷凝器的另一端通过管路与第二冷凝器的一端连通，第二冷凝器的另一端通过管路和节流元件与蒸发器一端连通，蒸发器另一端通过管路与压缩机的制冷剂入口连通，由此形成制冷剂循环；
所述蒸发器设置于水槽中，预冷换热器中有两个通道，预冷换热器中第一个通道的一端与空气过滤器出口连通，空气过滤器入口与蒸发风机的出风口连通，蒸发风机的进风口与外部空气连通，预冷换热器中第一个通道的另一端与蒸发器的进风口连通，蒸发器的出风口与预冷换热器中第二个通道的一端连通，预冷换热器中第二个通道的另一端与第二冷凝器的进风口连通，第二冷凝器的出风口与外部空气连通，由此构成制水空气循环；制水空气循环中由蒸发器和预冷换热器凝结出水，并由水槽承接凝结的水。
所述的一种高效制水机，其特征在于：所述第一冷凝器通过冷凝风机进行主换热，所述第二冷凝器通过来自预冷换热器第二通道的风进行过冷换热，两者风量不同。
所述的一种高效制水机，其特征在于：所述蒸发风机风量为冷凝风机风量的20％～35％。
所述的一种高效制水机，其特征在于：所述蒸发器为低温型翅片式换热器，蒸发温度为-7℃～3℃，蒸发器和第二冷凝器之间连通接入有节流元件，通过选配合适的蒸发风机和节流元件对蒸发器进行调节。
所述的一种高效制水机，其特征在于：所述预冷换热器为板式显热型热回收装置，预冷换热器中两通道彼此垂直，且预冷换热器中第一通道形成可流入水槽的冷凝水，同时利用环境进风和经蒸发器冷却后的冷空气进行热交换。
所述的一种高效制水机，其特征在于：所述第一冷凝器采用翅片式换热器，第二冷凝器为翅片式换热器或无翅片的盘管形式换热器。
所述的一种高效制水机，其特征在于：还包括集水箱、水泵和消毒净化装置，集水箱内部通过管路与水槽内连通，水泵进水口通过管路与集水箱内部连通，水泵出水口通过管路与消毒净化装置的进水口连通，由此构成水处理。
所述的一种高效制水机，其特征在于：所述集水箱容积按需求设计，并设有溢流管。
本发明进一步阐述如下：
在背景技术中，所述的一台普通2.0kg/h的空气制水机，设计风量为600m3/h，蒸发温度为7℃，冷凝温度为50℃，相当于制冷量约4000W，则所需电功率约1350W(压缩机消耗功率约1200W+风机消耗功率约150W)。采用本发明后，同时制水能力下，如蒸发温度为-5℃，蒸发风量200m3/h，冷凝温度为50℃，冷凝风量600m3/h，相当于制冷量约1700W，则所需电功率约960W(压缩机消耗功率约800W+蒸发风机消耗功率约100W+冷凝风机消耗功率约60W)。相者相比，整体消耗功率减少390W，节电约29％。
同时，通过预冷换热器，将环境空气温度进行预冷处理。如，环境空气干球温度27℃、相对湿度60％时，经预冷换热器第一个出口达到干球温度15℃、相对湿度95％，经蒸发器后达到干球温度2.0℃、相对湿度95％，再经预冷换热器第二个出口达到干球温度23℃、相对湿度24％，最后经第一冷凝器后达到干球温度30℃、相对湿度16％。通过环境空气预冷，使空气在蒸发器中更容易析出水；通过第一冷凝器过冷，使制冷剂在冷凝器中过冷度增加，制水效率更高。
本发明的有益效果：
1、本发明采用预冷和过热技术的组合，使制水机的效率大幅提高，比传统制水机节能20％以上。
2、本发明采用低蒸发温度，使制水机的工况范围扩大，提高了产品的应用范围。
3、本发明流程简单，噪声低，还可推广到除湿机领域。
4、本发明技术成熟、容易实现。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：1-压缩机，2-冷凝器(2.1-第一冷凝器、2.2-第二冷凝器)，3-节流元件，4-水槽，5-蒸发器，6-预冷换热器，7-空气过滤器，8-蒸发风机，9-冷凝风机，10-集水箱，11-水泵，12-消毒净化装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，图1中，为制冷剂流向，→为空气流向，为水流向。本发明一种高效制水机包括压缩机1、第一冷凝器2.1和第二冷凝器2.2构成的冷凝器组2、水槽4、蒸发器5、预冷换热器6、空气过滤器7、蒸发风机8、冷凝风机9，其中冷凝风机9配用于第一冷凝器2.1，压缩机1的制冷剂出口通过管路与第一冷凝器2.1的一端连通，第一冷凝器2.1的另一端通过管路与第二冷凝器2.2的一端连通，第二冷凝器2.2的另一端通过管路和节流元件3与蒸发器5一端连通，蒸发器5另一端通过管路与压缩机1的制冷剂入口连通，由此形成制冷剂循环；
蒸发器5设置于水槽4中，预冷换热器6中有两个通道，如图1所示，两个通道相互垂直，其中第一个通道为水平通道，第二个通道为垂直通道，预冷换热器6中第一个通道的一端与空气过滤器7出口连通，空气过滤器7入口与蒸发风机8的出风口连通，蒸发风机8的进风口与外部空气连通，预冷换热器6中第一个通道的另一端与蒸发器5的进风口连通，蒸发器5的出风口与预冷换热器6中第二个通道的一端连通，预冷换热器6中第二个通道的另一端与第二冷凝器2.2的进风口连通，第二冷凝器2.2的出风口与外部空气连通，由此构成制水空气循环；制水空气循环中由蒸发器5和预冷换热器6凝结出水，并由水槽4承接凝结的水。
第一冷凝器2.1通过冷凝风机9进行主换热，第二冷凝器2.2通过来自预冷换热器6第二通道的风进行过冷换热，两者风量不同。
蒸发风机8风量为冷凝风机9风量的20％～35％。
蒸发器5为低温型翅片式换热器，蒸发温度为-7℃～3℃，蒸发器5和第二冷凝器2.2之间连通接入有节流元件3，通过选配合适的蒸发风机8和节流元件3对蒸发器5进行调节。
预冷换热器6为板式显热型热回收装置，预冷换热器6中第一通道形成可流入水槽的冷凝水，同时利用环境进风和经蒸发器5冷却后的冷空气进行热交换。
第一冷凝器2.1采用翅片式换热器，第二冷凝器2.2为翅片式换热器或无翅片的盘管形式换热器。
还包括集水箱10、水泵11和消毒净化装置12，集水箱10内部通过管路与水槽4内连通，水泵11进水口通过管路与集水箱10内部连通，水泵11出水口通过管路与消毒净化装置12的进水口连通，由此构成水处理。集水箱10容积按需求设计，并设有溢流管。
进一步的说明：当应用于除湿机时，可省去水泵11和消毒净化装置12，直接将集水箱10的水引出即可。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (8)
1.一种高效制水机，其特征在于：包括压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器、水槽、蒸发器、预冷换热器、空气过滤器、蒸发风机、冷凝风机，其中冷凝风机配用于第一冷凝器，压缩机的制冷剂出口通过管路与第一冷凝器的一端连通，第一冷凝器的另一端通过管路与第二冷凝器的一端连通，第二冷凝器的另一端通过管路和节流元件与蒸发器一端连通，蒸发器另一端通过管路与压缩机的制冷剂入口连通，由此形成制冷剂循环；
所述蒸发器设置于水槽中，预冷换热器中有两个通道，预冷换热器中第一个通道的一端与空气过滤器出口连通，空气过滤器入口与蒸发风机的出风口连通，蒸发风机的进风口与外部空气连通，预冷换热器中第一个通道的另一端与蒸发器的进风口连通，蒸发器的出风口与预冷换热器中第二个通道的一端连通，预冷换热器中第二个通道的另一端与第二冷凝器的进风口连通，第二冷凝器的出风口与外部空气连通，由此构成制水空气循环；制水空气循环中由蒸发器和预冷换热器凝结出水，并由水槽承接凝结的水。
2.根据权利要求1所述的一种高效制水机，其特征在于：所述第一冷凝器通过冷凝风机进行主换热，所述第二冷凝器通过来自预冷换热器第二通道的风进行过冷换热，两者风量不同。
3.根据权利要求1所述的一种高效制水机，其特征在于：所述蒸发风机风量为冷凝风机风量的20%～35%。
4.根据权利要求1所述的一种高效制水机，其特征在于：所述蒸发器为低温型翅片式换热器，蒸发温度为-7℃～3℃，蒸发器和第二冷凝器之间连通接入有节流元件，通过选配合适的蒸发风机和节流元件对蒸发器进行调节。
5.根据权利要求1所述的一种高效制水机，其特征在于：所述预冷换热器为板式显热型热回收装置，预冷换热器中两通道彼此垂直，且预冷换热器第一通道形成可流入水槽的冷凝水，同时利用环境进风和经蒸发器冷却后的冷空气进行热交换。
6.根据权利要求1所述的一种高效制水机，其特征在于：所述第一冷凝器采用翅片式换热器，第二冷凝器为翅片式换热器或无翅片的盘管形式换热器。
7.根据权利要求1所述的一种高效制水机，其特征在于：还包括集水箱、水泵和消毒净化装置，集水箱内部通过管路与水槽内连通，水泵进水口通过管路与集水箱内部连通，水泵出水口通过管路与消毒净化装置的进水口连通，由此构成水处理。
8.根据权利要求7所述的一种高效制水机，其特征在于：所述集水箱容积按需求设计，并设有溢流管。
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|---|---|---|---|---|
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| CN112878428A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-01 | 河海大学 | 一种变频空气制水装置 |
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